Система диспетчеризации водоканала
Назначение
Система предназначена для автоматизации процессов сбора и обработки информации о работе объектов водоканала, программно-логического управления объектами, диспетчерского контроля и централизованного управления, а также для решения задач технического и коммерческого учёта гидроресурсов, потребления тепла и электроэнергии.
Цели и задачи
Повышение эффективности работы водоканалов за счет:
- Уменьшение количества перебоев с подачей воды
- Повышение качества питьевой воды
- Обеспечение высокого уровня владения информацией о положении дел на местах и постоянного контроля территориально удаленных объектов
- Обеспечение оперативности в оценке состояния оборудования и текущих режимов его работы
- Прогнозирование восстановительных работ
- Снижение количества ремонтов и увеличения сроков службы технологического оборудования.
Экономическая эффективность комплексной автоматизации водоканала
- Экономия электроэнергии за счет работы оборудования в оптимальном режиме (непрерывный контроль) – до 15-20%
- Экономия гидроресурсов – до 10% за счет:
- отладки гидравлического режима водоснабжения в зависимости от разбора, времени суток и времени года
- уменьшения последствий аварий за счет своевременного обнаружения утечек и локализация прорывов
- Сведение к минимуму небалансов
- Сокращение аварийных ситуаций за счет контроля над техническим состоянием оборудования и, как следствие, – увеличение надежности работы объектов
- Увеличение межремонтных сроков за счет эксплуатации всего оборудования в оптимальных режимах
- Уменьшение эксплуатационных затрат (уменьшение количества эксплуатационного персонала, минимизация затрат на собственные нужды)
- Снижение затрат на ФОТ (фонд оплаты труда).
Объект диспетчеризации
Система водоснабжения и водоотведения города – сложный многофункциональный комплекс, работающий 24 часа в сутки, 365 дней в году. Можно выделить подсистемы водозабора, водоподготовки, распределения водоснабжения, водоотведения и очистки стоков.
Классическая схема системы водоснабжения и водоотведения города
Архитектура и выполняемые функции
Система строится с использованием программно-логических контроллеров и в общем случае имеет трёхуровневую структуру:
- супервизорный (верхний) уровень – центральный диспетчерский пункт (ЦДП)
- диспетчерский уровень подсистем водоканала
- уровень локальных АСУ ТП, АСКУЭ и АСКУВ (нижний уровень).
На супервизорном уровне реализуются:
- контроль за оборудованием всех объектов водоканала и показателями их работы
- архивирование и документирование всей необходимой информации
- координация действий по совместной работе подсистем и ведение оптимальной безаварийной работы всей системы городского водохозяйства
- учёт суммарной потребляемой электроэнергии по всем контролируемым объектам.
На диспетчерском уровне реализуются:
- контроль за оборудованием локальных АСУ ТП конкретной подсистемы и показателями их работы
- архивирование и документирование всей необходимой информации
- координация действий по слаженной работе локальных АСУ ТП конкретной подсистемы и ведение их оптимальной безаварийной работы
- учёт суммарной потребляемой электроэнергии по всем контролируемым объектам подсистемы
- расчёт статистически обобщенных данных по всем контролируемым объектам подсистемы
- дистанционное управление оборудованием.
На уровне локальных АСУ ТП реализуются:
- программно-логическое управление насосными агрегатами и запорной арматурой, в том числе частотными приводами
- блокировки и противоаварийные защиты
- учёт потребляемой электроэнергии
- алгоритмы равномерного использования агрегатов по заданной наработке
- контроль качества воды
- учёт воды, отпускаемой потребителям.
АСКУЭ, как специфическая часть уровня АСУ ТП, выполняет следующие функции:
- Коммерческий учёт потребляемой электроэнергии (активной и реактивной составляющей электроэнергии) и режимных параметров электрической сети по всем контролируемым объектам.
- Учёт потребляемых теплоресурсов на собственные нужды.
Функция АСКУВ – коммерческий учёт отпускаемых потребителям воды по всем контролируемым объектам.
Подсистема визуализации, которая может быть составляющей любого из вышеперечисленных уровней, обеспечивает отображение технологической информации на экране операторской станции в виде:
- мнемосхем с различной детализацией информации
- обобщенных кадров аварийных состояний
- графиков изменения контролируемых параметров
- протокола событий о состоянии технологических объектов
- отчетов и ведомостей.
Система диспетчеризации водоканала
Отличительные особенности и преимущества системы
Локальные АСУ ТП могут работать в двух режимах: автоматическом и дистанционном. В автоматическом режиме поддерживаются заданные величины параметров. В дистанционном режиме управление исполнительными механизмами (насосами, задвижками) осуществляется оператором диспетчерского уровня. При отсутствии связи с диспетчерским уровнем контроллер переключается в автоматический режим работы и работает как локальная станция управления. При возникновении нештатной ситуации контроллер нижнего уровня осуществляет посылку данных автоматически, независимо от установленного периода связи.
Встроенные функции контроллеров, применяемых в локальных АСУТП, позволяют вести архивы внутри контроллера и передавать их на «верхние» уровни системы диспетчеризации. Обмен информацией может происходить как по инициативе «сверху» и «снизу», так и по расписанию. Контроллеры могут передавать информацию на «верхний» уровень с использованием протоколов OPC DA и HDA. При работе в комплексе со SCADA КРУГ-2000 обмен информацией осуществляется по «закрытому» внутрифирменному протоколу, позволяющему работать по медленным и неустойчивым каналам связи. При восстановлении связи после её пропадания вся информация, включая архивы параметров и протокол событий, «поднимается» в SCADA-систему.
Обмен информацией с контроллерами может осуществляться как по Ethernet, по линиям телефонной модемной связи, так и по GSM-каналам. Для этого опционально в составе контроллеров предусмотрены встроенные модули GSM с поддержкой двух SIM-карт. Каналы связи могут быть зарезервированы. Поддерживается работа как с «белыми», так и с «серыми» IP-адресами. Обмен данными с диспетчерскими пунктами может быть реализован и с использованием радиоканала.
При работе в открытых сетях применяются механизмы защиты от «внешнего» воздействия и перехвата информации. Для защиты от вмешательства извне при работе в «открытых» сетях в контроллере предусмотрен программный firewall. При передаче информации между контроллером и SCADA КРУГ-2000 применяются механизмы шифрования.
ОПРОСНЫЙ ЛИСТ
Внедрения: Система диспетчеризации водоканалов
